西门子6ES7321-1FF10-0AA0型号规格

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可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。*认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、/CAM将成为工业生产的三大支柱。
可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用较多的一种设备。*认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、/CAM将成为工业生产的三大支柱。
PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术(Computer,Control,Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大下面就其在公路交通领域的应用做一简单介绍：
PLC型交通灯控制器
将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。
公路收费系统中的应用—PLC型车道控制机
每个公路收费站，其车道机电设备配置、型号各有不同，因此用于控制这些设备的主机—车道控制器的结构也不尽相同，通用性、可维护性较差，不利于使用及维修，以PLC作为主机开发出的新型车道控制机，不仅可使其通用性、维护性得到较大程度上的改善，还可以在使用寿命、稳定性机控制功能方面获得较大提高，具体叙述如下：
1. 对棚灯及雾灯的控制
如前所述，由于PLC本身具有时钟功能，通过软件编程，可对棚灯、雾灯进行无人化、智能控制。
2. 对费额显示器的控制
PLC本身具有上位机接口，可接收上位收费计算机下传的数据，而PLC具有各种译码指令，可将接受的数据转换成七段显示码，输出给LED数码管进行数据显示。
3. 对挡车器的控制将
PLC用于对挡车器进行控制具有以下几方面的优势。
(1)使用寿命长：从目前反馈情况看，目前挡车器控制电路的使用寿命大部分均不足五年这与其电路设计、元器件选型、工作环境及控制方式等因素有关，是其本身无法克服的固有缺点。PLC作为工业控制单元，应用于各种控制环境，内部电路、机械结构设计较为精良，所用器件均选用标准工业级产品，其使用寿命一般可保证在十年以上。
(2)性能稳定可靠，抗干扰性好：PLC应用于各种工业控制现场，其硬件及软件设计均考虑到各种生产环境，其电压适用范围很宽，具有较强的抗电磁干扰、抗震动、抗高温、高湿等特性，性能较为稳定、可靠。
(3)功能强大，实现灵活，可扩展性好：PLC型挡车器作为老型号挡车器的升级产品，其功能得到较大增强，目前可实现的功能有：自动抬杆、自动落杆、防砸车、防砸人、各种情况的自动报警、设备保护及故障识别等。以上功能可实现各种组合，并可根据实际需要改变上述功能的控制过程及方式，并可根据使用者要求在不增加或少增加硬件的基础上开发新的控制功能。
(4)良好的性价比：虽然PLC型挡车器的性能及功能较现有挡车器有较大提高，但其成本的增加与其性能的提高并非成线性关系，所以无论将其作为整机用于新品开发，还是作为老设备改进均有其良好的性价比。
PLC作为一门控制技术在我国已有近二十年的应用，并已从工业控制逐渐向其他行业扩展，相信随着其本身性能的不断提高，其应用领域将不断拓宽，了解及掌握这一控制技术，将使我国的自动化控制技术得到更广泛的应用与发展。一、问题提出。
            可编程控制器技术较主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统，
            在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。
            二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤
            1 ．系统设计的主要内容
            （ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；
            （ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；
            （ 3 ）选定 PLC 的型号；
            （ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；
            （ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；
            （ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；
            （ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；
            （ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；
            根据具体任务，上述内容可适当调整。
            2 ． 系统设计的基本步骤
            可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，如图 1 所示。
           
            图 1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤
            （ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
            a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
            b
            ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

            （ 2 ）确定 I/O 设备
            根据被控对象对 PLC
            控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

            （ 3 ）选择合适的 PLC 类型
            根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O
            模块的选择、电源模块的选择等。
            （ 4 ）分配 I/O 点
            分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC
            程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
            （ 5 ）设计应用系统梯形图程序
            根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的较核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

            （ 6 ）将程序输入 PLC
            当使用简易编程器将程序输入 PLC
            时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到
            PLC 中去。
            （ 7 ）进行软件测试
            程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC
            连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
            （ 8 ）应用系统整体调试
            在 PLC
            软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

            （ 9 ）编制技术文件
            系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。
            三、 PLC 硬件系统设计
            1 ． PLC 型号的选择
            在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。
            在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、



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            PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。
            目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC
            产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

            （ 1 ）对输入 / 输出点的选择
            盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。
            要先弄控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC
            的点数。
            另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得**过总输入点的 60 ％； PLC
            每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC
            的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。
            PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC
            平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。
            （ 2 ）对存储容量的选择
            对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 /
            点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 /
            输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200
            字以上的数量粗略估算。最后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。
            （ 3 ）对 I/O 响应时间的选择
            PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3
            个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O
            响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。
            （ 4 ）根据输出负载的特点选型
            不同的负载对 PLC
            的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC
            有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的
            PLC 。
            （ 5 ）对在线和离线编程的选择
            离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU
            只为编程器服务，而不对现场进行控制。**编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU
            完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

            （ 6 ）据是否联网通信选型
            若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及
            CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。
            （ 7 ）对 PLC 结构形式的选择
            在相同功能和相同 I/O
            点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC
            的结构形式。
            2 ．分配输入 / 输出点
            一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。
            分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。
            在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），然后再接到输入点。
            （ 1 ）确定 I/O 通道范围
            不同型号的 PLC ，其输入 / 输出通道的范围是不一样的，应根据所选 PLC
            型号，查阅相应的编程手册，决不可“张冠李戴”。必须参阅有关操作手册。
            （ 2 ）部辅助继电器
            内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。
            从功能上讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。
            未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 ： 1
            链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排 PLC 的内部辅助继电器

任何PLC都具有自诊断功能，当PLC异常时应该充分利用其自诊断功能以分析故障原因。一般当PLC发生异常时，首先请检查电源电压、PLC及I/O端子的螺丝和接插件是否松动，以及有无其他异常。然后再根据PLC基本单元上设置的各种LED的指示灯状况，以检查PLC自身和外部有无异常。
下面以FX系列PLC为例，来说明根据LED指示灯状况以诊断PLC故障原因的方法。

1.电源指示（[POWER]LED指示）

    当向PLC基本单元供电时，基本单元表面上设置的［POWER］LED指示灯会亮。如果电源合上但［POWER］LED指示灯不亮，请确认电源接线。另外，若同一电源有驱动传感器等时，请确认有无负载短路或过电流。若不是上述原因，则可能是PLC内混入导电性异物或其他异常情况，使基本单元内的保险丝熔断，此时可通过更换保险丝来解决。

    2.出错指示（［EPROR］LED闪烁）

    当程序语法错误（如忘记设定定时器或计数器的常数等），或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起程序内存的内容变化时，［EPROR］LED会闪烁，PLC处于STOP状态，同时输出全部变为OFF。在这种情况下，应检查程序是否有错，检查有无导电性异物混入和高强度噪音源。

    发生错误时，8009、8060~8068其中之一的值被写入特殊数据寄存器D8004中，设这个写入D8004中内容是8064，则通过查看D8064的内容便可知道出错代码。与出错代码相对应的实际出错内容参见PLC使用手册的错误代码表。

    3.出错指示（［EPROR］LED灯亮）

    由于PLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响，导致CPU失控或运算周期**过200ms，则WDT出错，［EPROR］LED灯亮，PLC处于STOP，同时输出全部都变为OFF。此时可进行断电复位，若PLC恢复正常，请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外，请检查PLC的接地是否符合要求。

检查过程如果出现［EPROR］LED灯亮→闪烁的变化，请进行程序检查。如果［EPROR］LED依然一直保持灯亮状态时，请确认一下程序运算周期是否过长（监视D8012可知较大扫描时间）。

如果进行了全部的检查之后，［EPROR］LED 的灯亮状态仍不能解除，应考虑PLC内部发生了某种故障，请与厂商联系。

4.输入指示

不管输入单元的LED灯亮还是灭，请检查输入信号开关是否确实在ON或OFF状态。如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原因，容易产生接触不良。当输入开关与LED灯亮用电阻并联时，即使输入开关OFF但并联电路仍导通，仍可对PLC进行输入。如果使用光传感器等输入设备，由于发光／受光部位粘有污垢等，引起灵敏度变化，有可能不能完全进入“ON”状态。在比PLC运算的时间内，不能接收到ON和OFF的输入。如果在输入端子上外加不同的电压时，会损坏输入回路。

5.输出指示

不管输出单元的LED灯亮还是灭，如果负载不能进行ON或OFF时，主要是由于过载、负载短路或容量性负载的冲击电流等，引起继电器输出接点粘合，或接点接触面不好导致接触不良。